Església situada entre mitgeres amb la façana al xamfrà, entre els carrers Balmes i València, allunyada, així, de les cases d'habitatges per destacar-la i assegurar una bona visibilitat de l'edifici. Es diferencia dels edificis parroquials dels costats de menys alçada i lleugerament més retirats de la línia de façanes. També en l'ús dels materials es produeix per contrast certa monumentalització: els edificis laterals amb parament de maó premsat vist combinant colors vermells i blancs i la pedra grisa de Montjuïc. La façana de l'església presenta també un frontó amb la teulada a dos vessants que amaguen el terrat practicable.

La planta del temple comença al xamfrà i creua en diagonal el solar deixant a banda i banda espai pels edificis parroquials. Per tal d'assegurar una bona il·luminació a l'església es van projectar uns terrats a la part superior per poder obrir grans finestrals en arc parabòlic a la cúpula i patis de llum amb claraboies que donarien llum zenital als finestrals interiors.

L'interior de l'església és ric en decoració, realitzada en gran mesura pel mateix arquitecte: des de la base de les plaques de marbre, enteixinats, motllures de guix policromat, estucats, paviments de gres ceràmic decorats, vitralls emplomats o làmpades, al mobiliari litúrgic.

Les pintures al fresc i els esgrafiats van ser realitzats per Ferdinandus Serra, i els mosaics venecians per Lluís Bru. Els vitralls de les finestres són obra de Joan Bonet amb escenes de la Mare de Déu dels Àngels i els sants que tingueren més relació amb la ciutat de Barcelona. En aquesta línia, s'hi troba una talla de la Mare de Déu dels Àngels de Martí Cabrer.

L'arquitecte va projectar el temple i els annexos parroquials en període republicà per encàrrec del rector Joaquim Delgé a finals de 1932 però no es començà a edificar fins després de la Guerra Civil, a partir del 1942. Les solucions adoptades per l'arquitecte situen l'església a cavall entre la nova arquitectura religiosa que estava imperant a Europa i el passat noucentista català, obrint una línia de continuïtat amb la tradició tot aportant solucions modernes.

El complex parroquial va ser promogut per la Junta d'Obra de la Parròquia de la Mare de Déu dels Àngels seguint un programa que tractava de construir els dos edificis annexos destinats a escola parroquial i rectoria. Les obres van començar el 1942, seguint el projecte de 1934. La inauguració de l'església va tenir lloc el 1950, quan encara faltava part de la decoració interior. El 1952 es van instal·lar les làmpades, i el 12 d'octubre de 1955 es va consagrar l'església i el 25 de desembre de 1956 l'altar del Santíssim.